JPH04176661A - Driving system for piezoelectric element - Google Patents
Driving system for piezoelectric elementInfo
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- JPH04176661A JPH04176661A JP2303897A JP30389790A JPH04176661A JP H04176661 A JPH04176661 A JP H04176661A JP 2303897 A JP2303897 A JP 2303897A JP 30389790 A JP30389790 A JP 30389790A JP H04176661 A JPH04176661 A JP H04176661A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
例えば印刷装置における印字部の圧電素子の駆動に応用
される圧電素子駆動方式に関し、構成要素を小型化し、
充電電圧波形の段差を減少させることを目的とし、
電源へインダクタンスと直列に圧電素子を接続して共振
回路を形成し該圧電素子を充電する過程と、該電源から
該インダクタンスを充電する過程と、該充電された該イ
ンダクタンスのフライバック電圧を前記充電された圧電
素子に重ね合わせて充電する過程とを具備するよう構成
する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a piezoelectric element drive method that is applied to drive a piezoelectric element in a printing section of a printing device, for example, the components are miniaturized,
A process of connecting a piezoelectric element in series with an inductance to a power source to form a resonant circuit and charging the piezoelectric element, and a process of charging the inductance from the power source, for the purpose of reducing the step difference in the charging voltage waveform. and charging the charged piezoelectric element by superimposing the flyback voltage of the charged inductance on the charged piezoelectric element.
本発明は例えば印刷装置における印字部の圧電素子の駆
動に応用される圧電素子駆動方式に関する。The present invention relates to a piezoelectric element driving method applied to, for example, driving a piezoelectric element of a printing section in a printing apparatus.
圧電素子の駆動に関しては下記のような文献が開示され
ている。Regarding the driving of piezoelectric elements, the following documents are disclosed.
（ａ）コイルと圧電素子とを直列に接続させ、その時に
発生する共振電圧によって、電源電圧の２倍に相当する
電荷を貯えるもの。（特開昭５９−１９８８８５号）
（ｂ）電源電圧を一度コイルに充電することにより、電
源電圧とフライバック電圧によって圧電素子に充電する
もの。（特開昭６３−１２６２８５号）（Ｃ）コイルと
圧電素子との直列共振を利用して圧電素子に充放電を行
う際に、充電時と放電時との通路を分けて放電時間を制
御可能とするもの。(a) A coil and a piezoelectric element are connected in series, and the resonant voltage generated at that time stores an electric charge equivalent to twice the power supply voltage. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-198885) (b) A piezoelectric element is charged by the power supply voltage and flyback voltage by once charging the coil with the power supply voltage. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 63-126285) (C) When charging and discharging a piezoelectric element using series resonance between a coil and a piezoelectric element, the discharge time can be controlled by separating the paths for charging and discharging. What to do.
（特開平１−２８３９７８号）
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上記（ａ）ではコイルと圧電素子との共振
周波数により電圧の形が固定されてしまい、（ｂ）では
圧電素子に充電する電荷の量を多くしようとすると、コ
イルも大容量にしなくてはならなくなり、大型になって
しまうという欠点がある。また、（Ｃ）についても、放
電時に際してコイルによって電圧の形に段差が生じると
いう課題があった。(Unexamined Japanese Patent Publication No. 1-283978) [Problems to be Solved by the Invention] However, in (a) above, the shape of the voltage is fixed due to the resonance frequency of the coil and piezoelectric element, and in (b), the piezoelectric element is charged. Increasing the amount of charge requires increasing the capacity of the coil, which has the disadvantage of increasing the size. Also, regarding (C), there was a problem in that a step difference occurred in the voltage shape depending on the coil during discharging.
従って、本発明の目的は構成要素を小型化し、充電電圧
波形の段差を減少させることにある。Therefore, an object of the present invention is to miniaturize the components and reduce the step difference in the charging voltage waveform.
本発明においては第１図に例示されるように、電源１ヘ
インダクタンス２と直列に圧電素子３を接続して共振回
路を形成し該圧電素子３を充電する過程と、該電源１か
ら該インダクタンス２を充電する過程と、該充電された
該インダクタンス２のフライバック電圧を前記充電され
た圧電素子３に重ね合わせて充電する過程とを具備する
圧電素子駆動方式が提供される。In the present invention, as illustrated in FIG. A method for driving a piezoelectric element is provided, which includes a step of charging the piezoelectric element 3, and a step of superimposing the flyback voltage of the charged inductance 2 on the charged piezoelectric element 3.
上述の方式を用いれば、インダクタンスを与えるコイル
の大きさが比較的小型ですみ、充電電圧波形も第２図の
第４段目に示すようになり、顕著な段差は見られない。If the above method is used, the size of the coil providing inductance can be relatively small, and the charging voltage waveform becomes as shown in the fourth row of FIG. 2, with no noticeable step difference.
本発明の一実施例としての圧電素子駆動方式を行う回路
の回路図が第１図に示される。A circuit diagram of a circuit that performs a piezoelectric element driving method as an embodiment of the present invention is shown in FIG.
この回路は電源１１キヤパシタＣ１スイツチ（ＳＷＩ
、 ＳＷ２ 、５Ｗ３） 、ダイオード（Ｄｉ、Ｄ２゜
Ｄ３．Ｄ４） 、インダクタンスとしてのコイル２、圧
電素子３を具備する。電源１は直流電源であって負極側
は接地され、正極側はスイッチＳＷＩの接点を介してコ
イル２へ接続される。電源１には並列にキャパシタＣが
接続される。スイッチ５ＩＩ１１の接点間にはダイオー
ドＤ１が並列に接続され゛る。This circuit is a power supply 11 capacitor C1 switch (SWI
, SW2, 5W3), diodes (Di, D2°D3.D4), a coil 2 as an inductance, and a piezoelectric element 3. The power supply 1 is a DC power supply whose negative pole side is grounded and whose positive pole side is connected to the coil 2 via the contact of the switch SWI. A capacitor C is connected to the power supply 1 in parallel. A diode D1 is connected in parallel between the contacts of the switch 5II11.
ダイオードＤ１の極性は陰極側が電源ｌの正極側に接続
される。スイッチＳＷＩとコイル２の接続点と接地の間
にダイオードＤ３が陽極を接地側にして接続される。コ
イル２の他方側の端子はダイオードＤ２の陽極、ダイオ
ードＤ４の陰極、スイッチＳＷ２の一方の接点、および
スイッチＳＷ３の一方の接点に接続される。ダイオード
Ｄ２の陰極とスイッチＳＷ２の他方の接点は共に圧電素
子３の一方の端子に接続される。ダイオードＤ４の陽極
およびスイッチＳＷ３の他方の接点はそれぞれ接地され
る。圧電素子３の他方の端子は接地される。Regarding the polarity of the diode D1, the cathode side is connected to the positive side of the power supply l. A diode D3 is connected between the connection point between the switch SWI and the coil 2 and the ground, with its anode being on the ground side. The other terminal of the coil 2 is connected to the anode of the diode D2, the cathode of the diode D4, one contact of the switch SW2, and one contact of the switch SW3. The cathode of the diode D2 and the other contact of the switch SW2 are both connected to one terminal of the piezoelectric element 3. The anode of diode D4 and the other contact of switch SW3 are each grounded. The other terminal of the piezoelectric element 3 is grounded.
前述の回路の動作を説明する。まず第１の過程としてス
イッチＳＩ！１１がオン（導通状態）される。The operation of the circuit described above will be explained. First, the first step is switch SI! 11 is turned on (conducting state).
すると共振回路が形成され、電源はスイッチｓｗｉ、コ
イル２、ダイオードＤ２を介して圧電素子３を充電し、
電源電圧の２倍の電圧値に迄、圧電素子３を昇圧する。Then, a resonant circuit is formed, and the power source charges the piezoelectric element 3 via the switch swi, the coil 2, and the diode D2,
The piezoelectric element 3 is boosted to a voltage value twice the power supply voltage.
第２の過程としてスイッチＳＷＩはオンのままとし、さ
らにスイッチ鐘３をオンする。As a second step, the switch SWI is left on, and the switch bell 3 is turned on.
圧電素子３は充電状態のまま保持され、一方、電源１は
スイッチＳＷ １ 、コイル２、スイッチＳＷ３を介し
て接地され、コイル２が充電される。さらに第３の過程
としてスイッチＳＷ １ 右よび５Ｉｌ１２をオフする
と、コイル２からのフライバック電圧が、ダイオードＤ
２、圧電素子３、およびダイオードＤ３を通って印加さ
れ、圧電素子３の第１の過程における充電に加えて、第
３の過程のフライバック電圧による充電で、さらに圧電
素子３の端子電圧が上昇される。最後に、スイッチｓｗ
２がオンされると圧電素子３の充電された電荷はスイッ
チＳＷ２、コイル２、ダイオードＤ１を介して電源ｌに
回送される。The piezoelectric element 3 is maintained in a charged state, while the power source 1 is grounded via the switch SW 1 , the coil 2, and the switch SW3, and the coil 2 is charged. Furthermore, as a third step, when the switch SW 1 right and 5Il12 are turned off, the flyback voltage from the coil 2 is transferred to the diode D.
2. Applied through the piezoelectric element 3 and the diode D3, in addition to charging the piezoelectric element 3 in the first process, charging by the flyback voltage in the third process further increases the terminal voltage of the piezoelectric element 3. be done. Finally, switch sw
When the piezoelectric element 2 is turned on, the electric charge charged in the piezoelectric element 3 is transferred to the power supply l via the switch SW2, the coil 2, and the diode D1.
前述の動作を第２図の波形を用いて説明する。The above operation will be explained using the waveforms shown in FIG.
コイル２を流れる電流Ｉは最上段の波形図のように、第
１の過程においては徐々に電流値を増しその後徐々に減
少して第２図第４段目のＶに示すように圧電素子３の端
子間電圧を徐々に上昇させる。As shown in the topmost waveform diagram, the current I flowing through the coil 2 gradually increases in current value in the first process, and then gradually decreases, and as shown by V in the fourth row of FIG. Gradually increase the voltage between the terminals.
第２の過程においてはＩは直線状に増大し、一方電圧Ｖ
は一定値を保持する。第３の過程ではフライバック充電
されコイル２の電流は減少し、圧電素子３の端子電圧Ｖ
は徐々に上昇する。この端子電圧の上昇によって圧電素
子３は膨張し印字を行うことができる。圧電素子３の膨
張を元に戻すた狛の放電はスイッチＳＷ２のオンによっ
て行われコイルに充電時とは逆向きの電流が流れ電圧Ｖ
は減少する。In the second process, I increases linearly, while the voltage V
holds a constant value. In the third process, the current in the coil 2 decreases due to flyback charging, and the terminal voltage V of the piezoelectric element 3 decreases.
increases gradually. This rise in terminal voltage causes the piezoelectric element 3 to expand and print can be performed. The discharging of the shield that has returned the expansion of the piezoelectric element 3 to its original state is performed by turning on the switch SW2, and a current flows through the coil in the opposite direction to that during charging, resulting in a voltage V.
decreases.
このような回路を用いれば共振電圧による充電とフライ
バック電圧による充電の双方を利用するため始動時に必
要とするコイルの容量も比較的小さくてすみ、コイルの
小型化を実現することができる。If such a circuit is used, since both resonant voltage charging and flyback voltage charging are used, the capacity of the coil required at startup can be relatively small, and the coil can be made smaller.
前述の実施例の回路の変形が第３図に示される。A modification of the circuit of the previous embodiment is shown in FIG.
この回路は第１図の回路に比べてコイルとして中間タッ
プの設けられたコイル２′を用い、この中間タップから
スイッチＳＷ３とダイオードＤ４への接続線を引き出し
、コイルに充電する時のインダクタンス値を減少するも
ので、これにより第２図における電圧Ｖの波形をより滑
らかにすることができる。Compared to the circuit shown in Figure 1, this circuit uses a coil 2' with a center tap as the coil, draws out the connection wire from the center tap to the switch SW3 and the diode D4, and calculates the inductance value when charging the coil. This allows the waveform of the voltage V in FIG. 2 to be made smoother.
本発明によれば、使用する構成要素を小型化でき、充電
電圧波形の段差を減少させることができる。According to the present invention, it is possible to downsize the components used and reduce the level difference in the charging voltage waveform.
第１図は本発明の圧電素子駆動方式を行う回路の回路図
、
第２図は第１図の回路の波形図、および第３図は第１図
の回路の変形例を示す回路図である。
図において、
１・・・電源、 ２・・・コイル、３・・・圧
電素子、 Ｃ・・・キャパシタ、ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３．
Ｄ４・・・ダイオード、ＳＷＩ 、 ＳＷ２ 、 ＳＷ
３・・・スイッチ、である。
実施例の回路の回路図 １・・・ｔｉｌ１
３・・・圧電素子
実施例の回路の波形図
第２図
実施例の回路の変形の回路図
第３図
２′・・・コイルFIG. 1 is a circuit diagram of a circuit that performs the piezoelectric element driving method of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of the circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a modification of the circuit of FIG. 1. . In the figure, 1...power supply, 2...coil, 3...piezoelectric element, C...capacitor, DI, D2. D3.
D4...diode, SWI, SW2, SW
3...Switch. Circuit diagram of the circuit of the example 1...til1
3... Waveform diagram of the circuit of the piezoelectric element embodiment. Fig. 2. Circuit diagram of modification of the circuit of the embodiment. 3. 2'... Coil.
Claims (1)
３）を接続して共振回路を形成し該圧電素子（３）を充
電する過程、 該電源（１）から該インダクタンス（２）を充電する過
程、および 該充電された該インダクタンス（２）のフライバック電
圧を前記充電された圧電素子（３）に重ね合わせて充電
する過程、 を具備する圧電素子駆動方式。[Claims] A piezoelectric element (
3) to form a resonant circuit and charge the piezoelectric element (3), charge the inductance (2) from the power source (1), and fry the charged inductance (2). A piezoelectric element driving method comprising: superimposing a back voltage on the charged piezoelectric element (3) to charge it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2303897A JPH04176661A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Driving system for piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2303897A JPH04176661A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Driving system for piezoelectric element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04176661A true JPH04176661A (en) | 1992-06-24 |
Family
ID=17926582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2303897A Pending JPH04176661A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Driving system for piezoelectric element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04176661A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759766B2 (en) | 2001-12-18 | 2004-07-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Power supply apparatus and image forming apparatus using the same |
| CN103782406A (en) * | 2011-08-26 | 2014-05-07 | 全球喷墨系统有限公司 | Method of driving a capacitive load and drive circuit therefor |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2303897A patent/JPH04176661A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759766B2 (en) | 2001-12-18 | 2004-07-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Power supply apparatus and image forming apparatus using the same |
| CN103782406A (en) * | 2011-08-26 | 2014-05-07 | 全球喷墨系统有限公司 | Method of driving a capacitive load and drive circuit therefor |
| JP2014526236A (en) * | 2011-08-26 | 2014-10-02 | グローバル インクジェット システムズ リミテッド | Capacitive load driving method and driving circuit therefor |
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